Θέμα 2ο

2.1 Η κανονική βροχή είναι ελαφρώς όξινη, γιατί έχει απορροφήσει από τον αέρα ποσότητα \(CO_2\). Η όξινη βροχή είναι αρκετά πιο όξινη, γιατί επιπλέον έχει απορροφήσει \(SO_2 (g)\) και \(NO(g)\), τα οποία προέρχονται από τις εκπομπές βιομηχανιών και οχημάτων. Τα οξείδια αυτά μετατρέπονται στην ατμόσφαιρα σε θειικό οξύ (\(H_2SO_4\)) και νιτρικό οξύ (\(HNO_3\)) αντίστοιχα.
Το μάρμαρο δεν διαλύεται στο νερό της βροχής ούτε αντιδρά με αυτό. Αντίθετα, διαβρώνεται από τα συστατικά της όξινης βροχής. Για να προστατευθούν τα μαρμάρινα μνημεία ακολουθούνται διάφορες πρακτικές. Για παράδειγμα, τα μάρμαρα του Ταζ Μαχάλ εμποτίζονται με ένα μίγμα που περιέχει διάλυμα υδροξειδίου του βαρίου (\(Ba(OH)_2\)) και ουρίας (\(CO(NH_2)_2\) ). Με την όξινη βροχή η ουρία αντιδρά με το νερό σχηματίζοντας αμμωνία και διοξείδιο του άνθρακα. Η παραγόμενη αμμωνία εξουδετερώνει τα οξέα της όξινης βροχής, ενώ το διοξείδιο του άνθρακα αντιδρά με το υδροξείδιο του βαρίου σχηματίζοντας το δυσδιάλυτο ανθρακικό βάριο, που εμποδίζει τη διάβρωση του μαρμάρου.
α) Από την αντίδραση του ανθρακικού ασβεστίου με το θειικό οξύ παράγεται το θειικό ασβέστιο, που είναι ένα αλάτι μέτρια διαλυτό στο νερό.

$$CaCO_3(s) +H_2SO_4 (aq) \rightarrow CaSO_4 (aq) + H_2O (l) + CO_2 (g)$$

Να εξηγήσετε γιατί ο σχηματισμός του θειικού ασβεστίου έχει ως αποτέλεσμα τη συνεχή διάβρωση του μνημείου από την όξινη βροχή.
(μονάδες 2)

β) Να συμπληρώσετε τις χημικές εξισώσεις:
\(CaCO_3 (s)+HNO_3(aq) \rightarrow\)
\(CO(NH_2 )_2(s) + H_2O (l) \rightarrow NH_3(aq) + CO_2(g)\)
\(ΝΗ_3(aq) + H_2SO_4(aq) \rightarrow\)
(μονάδες 6)
γ) Στη σχολική τάξη οι μαθητές κάνουν μια προσομοίωση της δράσης της όξινης βροχής με το εξής πείραμα. Ζυγίζουν ένα μικρό στεγνό κομμάτι μάρμαρο και βρίσκουν ότι έχει μάζα \(2,0 g\). Το βυθίζουν σε ξίδι για μια ημέρα. Την επόμενη μέρα το απομακρύνουν από το ξίδι, το στεγνώνουν και το ξαναζυγίζουν.
Δίνεται η αντίδραση: \(CaCΟ_3 (s) + 2CH_3COOH(aq) \rightarrow Ca(CH_3COO)_2(aq) + CO_2(g) + H_2O(l)\).
Ι. Η μάζα του κομματιού θα είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από \(2,0 g\);
(μονάδa 1)
ii. Να εξηγήσετε την απάντησή σας.
(μονάδες 3)
Μονάδες 12

2.2
α) Η Μαριάννα διάβασε ένα άρθρο που ανέφερε ότι η αύξηση των επιπέδων διοξειδίου του άνθρακα (\(CO_2\)) στην ατμόσφαιρα έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση του διαλυμένου \(CO_2\) στους ωκεανούς και τη μείωση του \(pH\) των ωκεανών. Το άρθρο ανέφερε ακόμα ότι η αύξηση του διαλυμένου \(CO_2\), μειώνει το \(pH\) και αυτό επηρεάζει τους θαλάσσιους οργανισμούς, ιδιαίτερα εκείνους που έχουν σκελετό ή κελύφη από ανθρακικό ασβέστιο (\(CaCO_3\)) όπως τα κοράλλια, τα οστρακοειδή, τα μαλάκια και τους θαλάσσιους αχινούς, δεδομένου ότι το ανθρακικό ασβέστιο από το οποίο αποτελείται ο σκελετός τους δεν σχηματίζεται με πληρότητα, όταν το \(pH\) της θάλασσας μειώνεται. Επίσης, ότι τα προβλήματα στους παραπάνω οργανισμούς συνδέονται με την αντίδραση ανάμεσα στο ανθρακικό ασβέστιο των σκελετών και των κελυφών και το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα.

i. Να ελέγξετε αν η παρακάτω χημική εξίσωση είναι σωστά ισοσταθμισμένη:
\(CaCO_3 (s) + CO_2 (aq) + Η_2Ο(l) \rightarrow Ca(HCO_3)_2(aq)\).
(μονάδα 1)
ii. Να εξηγήσετε γιατί η αντίδραση αυτή δείχνει ότι οι θαλάσσιοι οργανισμοί που έχουν σκελετό ή κελύφη από ανθρακικό ασβέστιο επηρεάζονται αρνητικά από τη μείωση του \(pH\) των ωκεανών.
(μονάδες 3)
iii. Να βρείτε τον αριθμό οξείδωσης του άνθρακα \((C)\) στο ιόν \(ΗCΟ_3 ^-\).
(μονάδες 2)
β) Tο διπλανό σχήμα αποτελεί μια αναπαράσταση του ατόμου του οξυγόνου \((Ο)\), στην οποία δεν φαίνονται τα ηλεκτρόνια.

i. Να εξηγήσετε τι αναπαριστούν οι ανοικτοί γκρίζοι κύκλοι και οι σκούροι γκρίζοι κύκλοι στο κέντρο του σχήματος, καθώς και τι αναπαριστά ο κύκλος \(Α\) στην περιφέρεια του σχήματος.

(μονάδες 3)
ii. Να εξηγήσετε σε ποια ομάδα και σε ποια περίοδο του περιοδικού πίνακα ανήκει το οξυγόνο.
(μονάδες 4)
Μονάδες 13

Το παραπάνω θέμα αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του έργου: «Ανάπτυξη Δοκιμασιών Αξιολόγησης Δεξιοτήτων Εγγραμματισμού στα μαθήματα της Νεοελληνικής Γλώσσας και Λογοτεχνίας, της Άλγεβρας, της Φυσικής και της Χημείας Α’ Λυκείου Γενικού Λυκείου» Ανάδοχος: «Ειδικός Λογαριασμός Κονδυλίων Έρευνας (Ε.Λ.Κ.Ε) Πανεπιστημίου Ιωαννίνων» ΑΔΑΜ: 25SYMV016348911 2025-02-20.